專利名稱：一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沉管隧道基礎(chǔ)灌砂或壓漿領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)灌砂或壓漿施工管段位移的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，沉管隧道基礎(chǔ)灌砂或壓漿施工過(guò)程中，水中的管段處于不穩(wěn)定狀態(tài)，管段經(jīng)常抖動(dòng)，特別是作為自由端的管尾上下左右抖動(dòng)幅度較大，對(duì)管段可能上浮存在安全隱患。 同時(shí)，對(duì)管段基礎(chǔ)是否充填完成，管段上臺(tái)量是一個(gè)重要指標(biāo)，需要不間斷監(jiān)測(cè)，以確保管段基礎(chǔ)質(zhì)量。在以往工程施工中，只靠人工采用全站儀監(jiān)測(cè)，存在人工誤差、不能連續(xù)監(jiān)測(cè)以及易受監(jiān)測(cè)環(huán)境條件影響等缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)，對(duì)沉管隧道基礎(chǔ)灌砂或壓漿施工過(guò)程中管段位移變化提供連續(xù)、精度高、直觀的全自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能。
本發(fā)明還提供一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的方法，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，能夠保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠，自動(dòng)儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且操作簡(jiǎn)單快捷、工作效率高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安裝在沉管隧道前一個(gè)管段管尾位置的激光發(fā)射裝置，安裝在監(jiān)測(cè)管段管尾位置的激光接收裝置。所述激光發(fā)射裝置將其發(fā)射的激光束投射到所述激光接收裝置，所述激光接收裝置將其接收到的激光束位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并異常自動(dòng)報(bào)警。
所述激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射器和電源，所述激光接收裝置為激光位移接收靶。
所述激光束位移數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器。
所述激光束位移數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)射器傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器。
一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的方法，包括以下步驟步驟一安裝激光發(fā)射裝置在沉管隧道前一個(gè)管段管尾封門上管段中間離頂板底部約Im位置安裝激光發(fā)射裝置，調(diào)節(jié)激光發(fā)射裝置的方向，使得激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束與被監(jiān)測(cè)管段坡度方向基本一致，打開(kāi)封門預(yù)留測(cè)量孔；步驟二 安裝激光位移接收裝置在被測(cè)管段管尾封門上管段中間離頂板底部約lm、 相對(duì)激光發(fā)射裝置的位置處安裝激光位移接收裝置；進(jìn)一步調(diào)整激光位移接收裝置的位置，使得激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束與激光位移接收裝置的位置對(duì)中；步驟三安裝調(diào)試監(jiān)測(cè)處理器在控制室安裝監(jiān)測(cè)處理器，并與位移接收裝置通訊連接，接受位移初始信號(hào)并調(diào)試，設(shè)置警戒值；步驟四實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通過(guò)接收位移接收裝置的位移信號(hào)，實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)在施工過(guò)程中管段位移的變化，超過(guò)警戒值自動(dòng)報(bào)警。
本發(fā)明技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果本方案解決了沉管隧道基礎(chǔ)灌砂(或壓漿)施工過(guò)程中，管段位移不能連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和報(bào)警的問(wèn)題。一般沉管隧道基礎(chǔ)灌砂(或壓漿)施工過(guò)程需要7天左右的時(shí)間，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用全站儀人工測(cè)量的方法，間隔一段時(shí)間測(cè)量一次，隔天需要重新布置測(cè)量系統(tǒng)。與現(xiàn)有測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法相比，本發(fā)明技術(shù)方案有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)本發(fā)明技術(shù)方法改變了以往人工間斷性監(jiān)測(cè)的模式，滿足沉管隧道基礎(chǔ)灌砂(或壓漿)連續(xù)施工而需要連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，進(jìn)一步提高沉管隧道建設(shè)的安全性和可靠性。
2、提高了監(jiān)測(cè)的可靠性本發(fā)明技術(shù)方案是在沉管隧道基礎(chǔ)灌砂(或壓漿)前一次性布置，參照系統(tǒng)一，系統(tǒng)誤差在mm級(jí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠?，F(xiàn)有技術(shù)需要多天次設(shè)定參照系，系統(tǒng)誤差cm級(jí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較難穩(wěn)定，同時(shí)由于沉管管內(nèi)其他作業(yè)干擾而影響監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性較差。
3、提高工作效率本發(fā)明技術(shù)方案系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，只需要在控制室進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)環(huán)境良好，效率高?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要在管內(nèi)監(jiān)測(cè)，環(huán)境較差，交叉作業(yè)較多，工作效率低。
4、指令的快捷性本發(fā)明技術(shù)方案可以自動(dòng)顯示窗口，自動(dòng)報(bào)警，通過(guò)指揮系統(tǒng)終端，即時(shí)掌握動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異?？梢钥旖萃ㄖ嚓P(guān)指揮人員采用相關(guān)措施?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要人工不斷復(fù)核，指令傳輸慢，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸困難，容易發(fā)生誤操作或采取措施滯后而影響施工。
5、數(shù)據(jù)的可儲(chǔ)存性本發(fā)明技術(shù)方案在監(jiān)測(cè)過(guò)程中自動(dòng)儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行后評(píng)估和分析?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)典型性較差，數(shù)據(jù)分析困難，偏差較差。


以下通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述 圖1是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)原理圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的布置圖； 圖3是本發(fā)明監(jiān)測(cè)處理器程序框圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，激光發(fā)射器1發(fā)出激光束2，投射到激光位移接收靶3上，激光位移接收靶3根據(jù)激光束2投射的坐標(biāo)位移變化，反映出管段管尾的位移變化，數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)線 4傳輸給監(jiān)測(cè)處理器5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
在圖2所示實(shí)施例中，在監(jiān)測(cè)管段前一個(gè)管段6 (或暗埋段)管尾封門上(接頭側(cè)) 的管段中間離頂板底部約Im左右的位置安裝激光發(fā)射器1和電源(與封門預(yù)留測(cè)量孔相一致)，調(diào)節(jié)激光發(fā)射器1的方向，使得激光發(fā)射器1發(fā)射的激光束2與被監(jiān)測(cè)管段坡度方向基本一致，打開(kāi)封門預(yù)留測(cè)量孔。在監(jiān)測(cè)管段7管尾封門上管段中間離頂板底部約Im左右 (與激光發(fā)射器相對(duì)位置一致)安裝激光位移接收靶3。激光發(fā)射器1發(fā)射激光，進(jìn)一步調(diào)整激光位移接收靶3的位置，使得激光束2與靶心位置對(duì)中。在控制室9安裝監(jiān)測(cè)處理器5，通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)線4 (有線或無(wú)線)連接激光位移接收靶3，在灌砂或壓漿系統(tǒng)8工作前，確定初始坐標(biāo)，監(jiān)測(cè)處理器5接受位移初始信號(hào)并調(diào)試，設(shè)置警戒值。在灌砂或壓漿系統(tǒng)8工作過(guò)程中，激光位移接收靶3根據(jù)激光束2投射的坐標(biāo)位移變化，反映出管段管尾的位移變化，數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)線4傳輸給監(jiān)測(cè)處理器5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超過(guò)警戒值自動(dòng)報(bào)警。
圖3所示監(jiān)測(cè)處理器程序框圖中，初始化后接受激光位移接收靶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，檢測(cè)有無(wú)數(shù)據(jù)接受，如無(wú)，重新檢測(cè)信號(hào)，如有觸發(fā)激光位移接收靶；ADC是否轉(zhuǎn)換，如無(wú)，繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，如有，則進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集處理；發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；檢測(cè)CS8900A是否中斷， 如中斷，繼續(xù)連接，如正常，接受數(shù)據(jù)幀；解析數(shù)據(jù)幀，并對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；檢測(cè)數(shù)據(jù)是否超過(guò)設(shè)置的警戒值，如有，報(bào)警并對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；如無(wú)，則進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括安裝在沉管隧道前一個(gè)管段管尾位置的激光發(fā)射裝置，安裝在監(jiān)測(cè)管段管尾位置的激光接收裝置， 所述激光發(fā)射裝置將其發(fā)射的激光束投射到所述激光接收裝置，所述激光接收裝置將其接收到的激光束位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并異常自動(dòng)報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射器和電源，所述激光接收裝置為激光位移接收靶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)沉管隧道施工管段位移的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光束位移數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光束位移數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)射器傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器。
5.一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的方法，采用如權(quán)利要求1至4中任一所述的系統(tǒng)，包括以下步驟步驟一安裝激光發(fā)射裝置在沉管隧道前一個(gè)管段管尾封門上管段中間離頂板底部約Im位置安裝激光發(fā)射裝置，調(diào)節(jié)激光發(fā)射裝置的方向，使得激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束與被監(jiān)測(cè)管段坡度方向基本一致，打開(kāi)封門預(yù)留測(cè)量孔；步驟二 安裝激光位移接收裝置在被測(cè)管段管尾封門上管段中間離頂板底部約lm、 相對(duì)激光發(fā)射裝置的位置處安裝激光位移接收裝置；進(jìn)一步調(diào)整激光位移接收裝置的位置，使得激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束與激光位移接收裝置的位置對(duì)中；步驟三安裝調(diào)試監(jiān)測(cè)處理器在控制室安裝監(jiān)測(cè)處理器，并與位移接收裝置通訊連接，接受位移初始信號(hào)并調(diào)試，設(shè)置警戒值；步驟四實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通過(guò)接收位移接收裝置的位移信號(hào)，實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)在施工過(guò)程中管段位移的變化，超過(guò)警戒值自動(dòng)報(bào)警。
全文摘要
一種監(jiān)測(cè)沉管隧道基礎(chǔ)施工管段位移的系統(tǒng)及方法，包括安裝在沉管隧道前一個(gè)管段管尾位置的激光發(fā)射裝置，安裝在監(jiān)測(cè)管段管尾位置的激光接收裝置，所述激光發(fā)射裝置將其發(fā)射的激光束投射到所述激光接收裝置，所述激光接收裝置將其接收到的激光束位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖业谋O(jiān)測(cè)處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)。本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、精度高、直觀的全自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能的系統(tǒng)及方法，并在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，能夠保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠，自動(dòng)儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且操作簡(jiǎn)單快捷、工作效率高。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102505711SQ201110320668
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者劉環(huán)宇, 吳剛, 宋光猛, 李漢君, 沈永芳 申請(qǐng)人:上海交大?？?集團(tuán))有限公司, 上海交通大學(xué)